Sıvı ve Doğrudan Soğutma Plakaları: EV Pil Termal Yönetiminin Çekirdeği

Hızlı büyüyen yeni enerji araçları dalgasında, pil güvenliği ve performansı her zaman temel konular olmuştur. .Pil Termal Yönetim Sistemi (BTMS)Pil için bir “akıllı termostat” gibi davranır. Güç pil termal yönetimi, şarj ve deşarj sırasında pil sıcaklığını kontrol etmek için çeşitli teknik araçları kullanmayı ifade eder, performansı artırmak, servis ömrünü uzatmak ve güvenli çalışmayı sağlamak için en uygun çalışma aralığında tutar.

---

Sıvı Soğutma TeknolojisiBir sıvı ile konvektif ısı transferi yoluyla pil tarafından üretilen ısıyı, pil sıcaklığını düşürür. Şu anda piyasadaki en ana akım soğutma çözümüdür.
Doğrudan soğutma teknolojisiSoğutucu buharlaşma gizli ısı prensibini kullanır. Araç veya pil sistemi içinde bir klima sistemi kurulur ve evaporatör pil paketine monte edilir. Soğutucu akışkan buharlaştırıcı içindeki buharlaşarak, pil sisteminden verimli ve hızlı bir şekilde ısıyı çıkarır, böylece pil soğutma işlemini tamamlar.
Hem sıvı hem de doğrudan soğutma teknolojileri, pilin “vücut sıcaklığını” sessizce koruyan çekirdek termal yönetim teknikleri olarak işlev görür.Sıvı soğuk plaka ve doğrudan soğuk plaka, bu iki çekirdek teknolojinin çalışmasını sağlayan temel bileşenlerdir.. Güç pillerinin verimli ve güvenli çalışmasını sağlamada kritik bir rol oynarlar.Güç pillerinde artan enerji yoğunluğu ve hızlı şarj teknolojisinin yaygın olarak benimsenmesi ile soğuk plaka teknolojisi “pasif ısı iletiminden” ve “aktif sıcaklık kontrolüne” ve “tek maddi” ila “kompozit yapılar” a gelişmektedir.

Sonra, daha yakından bakalım:
Güç Pil Termal Yönetimi Sıvı Soğutma Teknolojisinin Çekirdek Bileşenleri -Soğuk tabaklar
İlke
Üretim yöntemleri
Sınıflandırma

1. Sıvı Soğuk Plaka: Hareket halindeki “Isı Dağılımı Uzmanı”

Sıvı soğuk plaka (sıvı soğuk plaka, LCP), bir sıvı termal yönetim sisteminin önemli bir yürütme bileşenidir. Doğrudan ısı kaynağına temas eder, iç kanallarındaki dolaşımdaki soğutma sıvısı yoluyla pil tarafından üretilen ısıyı giderir. Çekirdek işlevi, pil hücresinden harici soğutma döngüsüne verimli bir ısı transfer yolu oluşturmaktır. Sıvı soğuk plakaların ana türleri:

1.1 Sıvı soğuk plaka türleri

(1) damgalı sıvı soğuk plaka: Alüminyum alaşım tabakalarından yapılmış, karmaşık soğutucu kanalları oluşturmak için damgalanmıştır. Bu tip esnek kanal tasarımı ve pille yakın temas sağlar ve yüksek ısı değişim verimliliği elde eder. CTP veya CTC pil paketleri gibi entegre tasarımlar için idealdir ve şu anda yeni enerji araçları için ana seçimdir.
(2) Ekstrüde sıvı soğuk plaka: Alüminyum alaşım ekstrüzyonu ile, aynı anda birden fazla hücreye temas edebilen düz yüzeylere sahip, büyük bir ısı yayma alanı sağlıyor. Basit bir yapıya ve düşük maliyete sahiptir, ancak kanal tasarım esnekliği biraz daha düşüktür, bu da maliyete duyarlı modeller için uygun hale getirir.
(3) Harp Tüp Sıvı Soğuk Plaka: Kanallar her iki uçta başlıklar olan bir arp gibi şekillendirilir. Basit yapı ve düşük maliyet, ancak iç akış sabit ve daha az esnektir. Yaygın olarak küçük yeni enerji araçlarında kullanılır.
(4) Serpantin Tüp Sıvı Soğuk Plaka: Silindirik hücre modülleri için tasarlanmıştır. Silindirik piller için düzgün ısı dağılımı sağlayarak hafif ve üretimde yüksek verimli. Tesla gibi şirketler tarafından yaygın olarak benimsenmiştir. 1.2 Sıvı soğuk plakaların üretim süreci
Sıvı soğuk bir tabak üretmek “titiz bir zanaattır”. İle başlarAlüminyum ısı ileten malzemenin işlenmesiDüzgün performans ve hassas boyutlar sağlamak için kompozit ve soğuk yuvarlama tekniklerini kullanma. Daha sonra,çekirdek montaj ve kaynak(Vakum lehimleme, sürtünme karıştırma kaynağı, vb.) Sızdırmazlık ve termal iletkenliği sağlar. Son olarak, ürünün sızıntı riski olmamasını sağlamak için sıkı hava geçirmezlik testleri yapılır.

İşte EV pil sıvısı soğuk plakaları için ana üretim işlemleri:

• Gömülü Tüp İşlemi:Alüminyum taban plakasında CNC freze olukları, bükülmüş bakır tüpleri oluklara bastırır ve ardından lehimleme. Artıları: Daha düşük maliyet, daha kolay işleme. Eksileri: Orta ısı transferi, daha düşük yük kapasitesi.
• Profil + Kaynak İşlemi:Soğutma kanallarını doğrudan ekstrüde edin, ardından sürtünme veya lehimleme yoluyla kapatın. Artıları: Yüksek verimlilik, düşük maliyet. Eksileri: Çok yüksek ısı yoğunluğu için daha az uygun; Çok fazla vida deliği güvenilirliği azaltabilir.
• İşleme + Kaynak İşlemi:Alüminyum / Bakır Plakalar üzerindeki makineli su kanalları, plakayı tamamlamak için monte edin ve kaynak. Artıları: Yüksek güç yoğunluğu ve düzensiz ısı kaynakları için uygun olan herhangi bir şekil ve derinlik; Otomotiv pillerde daha az yaygındır.
• Die Döküm + Kaynak İşlemi:Kalıp döküm yoluyla kanallar oluşturun, ardından kaynak ile mühürleyin. Artıları: Kararlı, seri üretim için uygun. Eksileri: Kürtüler ve gözeneklilik üzerinde kontrol gerektirir.
• Damgalama + lehimleme işlemi:Alüminyum plakaları kanallar oluşturmak, isteğe bağlı olarak yüzgeçleri entegre etmek, daha sonra kontrollü atmosfer veya vakum altında lehimlenmiş damgalayın. Artıları: Esnek kanal tasarımı, yüksek temas alanı, mükemmel ısı dağılımı. Eksileri: Yüksek kalıp maliyeti.
• Keskin dişler + lehimleme işlemi:Isı kaynağının yanında alt ince dişler halinde işlenir, daha sonra / çıkış bağlantı noktalarında kapak ve su ile lehimlenir. Artıları: Yüksek ısı transferi, kompakt boyut; Otomotiv pillerde daha az yaygındır.

1.3 Sıvı soğuk plaka üretiminin evrimi
Sıvı soğuk plaka üretiminin temel zorlukları üç temel göstergede yatmaktadır: kanal sızdırmazlığı, kaynak mukavemeti ve hafif tasarım.Son yıllarda, süreç yenilikleri hızlı endüstri yükseltmelerini yönlendiriyor.

(1) Sürtünme Karıştırma Kaynağı (FSW): Yüksek güvenilirlik sızdırmazlık işleminin temsilcisi
FSW, yüksek hızlı dönen bir karıştırma kafası tarafından üretilen sürtünme ısısı yoluyla malzemelerin plastik birleştirilmesini sağlayan katı durumlu bir kaynak teknolojisidir. Avantajları önemlidir:
Erime kaynağı yok:Termal çatlakları ve gözeneklilikten kaçınır, kaynak mukavemeti taban malzemesinin% 95'inden fazlasına ulaşır ve soğutucu sızıntısı riskini ortadan kaldırır;
Farklı malzemelerle uyumluluk:Dolgu olmadan alüminyum, bakır ve magnezyum gibi hafif malzemelerin kaynağını destekler, üretim maliyetini azaltır;
Karmaşık kanalları destekler:Isı transfer verimliliğini optimize ederek 3D yüzeyleri ve mikrokanalları kaynaklayabilir.

(2) Lazer Kaynağı: Akıllı ve Yüksek Verimli
Alüminyum alaşımlı sıvı soğuk plaka kaynağında, geleneksel süreçler yüksek yansıtıcılık, penetran oksit tabakalarında zorluk ve yüksek hızlı kaynak deformasyonu gibi zorluklarla karşı karşıyadır. Huagong Lazer, ışın enerji kontrol teknolojisini ve akıllı kontrol sistemlerini entegre eden, üç ana atılım elde eden “EV pil sıvısı soğuk plakaları için otomatik lazer kaynaklı akıllı ekipman” ı başlattı: yüksek yansıtma alüminyumunda kararlı derin kaynaklar, mikrokanellerin hassas sızdırmazlığı ve kaynaklama deformasyonunda% 40'tan fazla azalma.
(3) Kompozit Doldurma İşlemi: Hafif ve Termal Difüzyon Sinerjisi
Havacılık ve üst düzey EV'lerin aşırı hafif gereksinimlerini karşılamak için kompozit sıvı soğuk plakalar yeni bir yön haline gelmiştir. Xi’an Fusion Malzemeleri Technology’nin çözeltisi, ince duvarlı bir boşluk oluşturmak için metal gövdeyi oyuyor, yüksek termal iletkenlik tozu (yoğunluk <2.0 g / cm³) ve bağlayıcı karışımı ile dolduruyor ve daha sonra alt sızdırmazlık plakasını sıcak basar ve kaynaklar. Bu tasarım, sıvı soğuk plakanın ağırlığını%30 azaltırken, yüksek termal iletkenliği korurken, büyük pil modüllerinin soğutma gereksinimlerini karşılıyor.

2. Doğrudan Soğuk Plaka: "Isı Dağılımı Öncesi"

Sıvı soğuk plakaların aksine, doğrudan soğuk plakalar doğrudan pil yüzeyine temas ederek ısı yapar.Doğrudan soğuk plakalar genellikle pil modülünün altına yerleştirilir. Soğutucu akışkan akışında doğrudan soğuk plaka akışı sırasında, faz değişimi ısıyı emer ve pil tarafından üretilen ısıyı taşır.Doğrudan soğuk plakalar bir soğutucu sirkülasyon sistemi gerektirmez, daha basit bir yapıya sahip, daha hızlı yanıt verir ve pilin yerel sıcaklığını kısa sürede hızla azaltabilir.

Düz doğrudan soğuk plaka: Pil modülüne yakından sığabilen pürüzsüz ve düz bir yüzeye sahip yüksek termal iletkenlik malzemelerinden yapılmıştır. Normal yapılara sahip pil paketleri için uygundur.
Şekilli doğrudan soğuk plaka:Pil modülünün şekline göre özelleştirilmiş, düzensiz pil yüzeylerine sığabilir ve her hücrenin etkili soğutma almasını sağlar. Kişiselleştirilmiş pil tasarımlarında yaygın olarak kullanılır.
Üretim Süreci: Hassas Uyum Anahtardır

Doğrudan soğuk plaka üretiminin çekirdeği malzeme seçimi ve işleme hassasiyetinde yatmaktadır.Mükemmel termal iletkenliğe sahip yüksek saflıklı alüminyum alaşım veya bakır genellikle kullanılır ve pille mükemmel şekilde eşleşen şekiller oluşturmak için CNC işleme, lazer kesimi ve diğer işlemler uygulanır. Yüzey tedavisi de çok önemlidir. Anodizasyon veya kaplamadan sonra, doğrudan soğuk plakanın korozyon direnci ve termal iletkenliği daha da geliştirilir.

Özet

“Aktif sıcaklık kontrolü” teknik yükseltmelerin çekirdeği haline geldiğinden ve “kompozit yapılar” üretim, doğru teknoloji yolunu bulmak, üretim süreçlerini optimize etmek ve maliyetle dengelemek için daha yüksek talepler yerleştirir.